Термопара - що це таке? Термопара для газового котла

Термопара - що це таке? Багато чого зрозуміло вже з назви. Пристрій являє собою перетворювач, що використовується для вимірювання температури робочого середовища. Конструктивно воно являє собою два провідники з різних металів, приварених або припаяних один до одного на одному кінці. Пристрій є дуже простим, але якісно виготовити його складно.

Як діє термопара

Два різнорідних провідника пов`язують в кільце. Коли температура стиків відрізняється, між ними з`являється різниця потенціалів за рахунок термоелектричного ефекту.

Принцип термопари полягає в наступному. У середу, яку контролюють, поміщають робочий спай, а вільні кінці під`єднуються до вимірювального приладу. Чим більше розходження між властивостями провідників і теплової перепад на кінцях, тим вище електрорушійна сила в ланцюзі (термо-ЕРС).

Залежність між напругою і температурою у різних металів варіюється. Ті чи інші типи датчиків розраховані на свої теплові діапазони. У них також може бути різна стійкість до корозії та впливу агресивного середовища.

Призначення

Для безаварійної роботи теплового обладнання застосовується термопара. Що це таке для газового котла? І як вона працює? Слід розглянути докладніше. Насамперед, вона забезпечує автоматичне відключення устаткування при збоях в роботі газового котла. Термопара для газової плити також необхідна, щоб створити електрозапалювання газу, як тільки починається його подача. Крім виконання функції контролю пристрій може використовуватися в якості датчика температури.

Гідності

Розглянемо, якими позитивними характеристиками володіє термопара:

• висока точність приладу-

• широкий діапазон ізмеренія-

• можливість фіксації високою температури-

• простота конструкції-

• доступність, дешевизна і довговічність термоелектродов-

• простота монтажу та обслуговування.

Недоліки

У термопари є і негативні сторони:

• дуже низька чувствітельность-

• велике опір-

• нелінійність температурної залежності термо-ЕДС-

• 
  
  
  

  необхідність штучного підтримування температури одного з кінців.

Термо-ЕРС електродів істотно залежить від наявності домішок у металах, механічної і термічної обробки. Для її збільшення застосовують термобатареї з декількох термопар.

Особливості пристрою промислової термопари

Термодатчики виготовляються здебільшого з неблагородних металів. Від впливу зовнішнього середовища їх закривають трубою з фланцем, службовцям для кріплення приладу. Захисна арматура охороняє провідники від впливу агресивного середовища і робиться без шва. Матеріалом служить звичайна (до 600ordm-С) або нержавіюча (до 1100ordm-С) сталь. Термоелектроди ізолюють один від одного азбестом, порцеляновими трубками або керамічними намистом.

Якщо термінал розташований близько, то дроти термопари підключаються до нього безпосередньо, без додаткових роз`ємів. При розташуванні вимірювального приладу на видаленні, при включенні його в ланцюг вільні кінці термопари розміщуються в литий голівці, прикріпленою до захисній трубі. Усередині розташовуються латунні клеммники на фарфоровому підставі для підключення компенсаційних проводів, виготовлених з таких же матеріалів, що і термоелектроди, але не володіють точними і строго контрольованими характеристиками. Вони мають меншу вартість і велику товщину. Їх вводять в головку через штуцер з азбестовою прокладкою. Кераміка служить для вирівнювання температури у всіх місцях з`єднання. Зверху розташовується різьбова захисна кришка з герметичним ущільненням.

На проводи не можна встановлювати обтискні Накінечники, оскільки вони можуть погіршити точність показань. З дроту роблять кільце і затискують його під гвинт.

Коригування зміни температури на клемах може проводитися електронним приладом, що підвищує точність вимірювань.

Який може бути термопара. Ціна і характеристика

Термопарою можуть бути дві будь зварені дроту з різнорідних металів. У промисловості застосовують взаємозамінні матеріали, здатні витримати високу температуру, довговічні і з великою термо-ЕРС. Існують також інші статичні пристрої з високою точністю і схожим принципом роботи, але термопари простіше по пристрою і дешевше.

В якості електродів застосовується м`яка відпалений дріт із спеціальних сплавів. Вона працює при граничній температурі близько 1000 градусів. Сплави мають стабільні і високі значення термо-ЕРС.

Найбільш поширені датчики з двома електродами, де катодом є хромонікелевий сплав (хромель), а анодом - інший метал, наприклад, алюмель (термопара ТХА). Найпростіше її підключення проводиться за допомогою виделки.

Кожен вид датчика відрізняється по робочому температурному інтервалу, величині вироблюваної ЕРС, стійкості до механічних і хімічних впливів, довговічності та взаємозамінності.

Купувати треба тільки такі прилади, які відповідають необхідним параметрам. Особливо це відноситься до термостійкості, інакше незабаром пристрій доведеться міняти.

Термопара для котла виповнюється в різних варіантах залежно від моделі. Ціни на датчики знаходяться приблизно на одному рівні. У середньому вони становлять 500-600 руб. У продажу є також датчики в комплекті з додатковим електронним перетворювачем, який вносить компенсацію в показання приладу. Він вбудовується безпосередньо в головку термопари. Ціна датчика стає вище, але при цьому не потрібні компенсаційні проводи. До голівці термопари можна підключати звичайний мідний дріт.

Переважно брати вироби для конкретних моделей, технічні характеристики яких підходять один одному. Універсальні пристрої довговічністю не відрізняються.

Види датчиків

1. Тип К з нікель-хрому (термопара ТХА) або нікель-алюмелю (ХА), що має такі властивості: низьку ціну, довговічність, похибка не більше 0,4%, межі вимірювання від -270 до 1269 градусів. Призначений для роботи в окислювальному та інертною середовищах.

2. L - хромель-копель (ТХК), недорога термопара з верхньою межею в 600 градусів.

3. J - залізо-константан. Датчик займає друге місце за популярністю, діапазон становить від -210 до +760 град, менш довговічний, стійкий до окислення.

4. Е - нікель-хром або нікель-константан з більш високою точністю і величиною сигналу, верхня межа вимірів не перевищує 870 градусів.

5. Датчики з благородних металів працюють при більшій температурі, але мають високу вартість, у зв`язку з чим найчастіше застосовуються в промисловості.

Варіанти підключення термопари

За способами вимірювання найбільш поширені заземлення датчики. У них кінці дроту зварюються в один вузол, що завершується спеціальним зондом. Гільза знаходиться в контакті із захисною зовнішньою оболонкою, завдяки чому швидко передається тепло, і термопара має малу інерційність. На точність показань великий вплив мають електричні перешкоди. За таким принципом працює термопара для газового котла. Вимірювальний прилад при цьому не повинен бути заземлений, оскільки через землю можуть виникнути додаткові контури, що вносять похибка в свідчення.

Якщо спай не контактує із захисною оболонкою, то така конструкція називається незаземленої. Незважаючи на те що при цьому швидкодія датчика знижується, він менше схильний до дії паразитної електричної наводки.

Робочий спай також можна безпосередньо поміщати в вимірювану середу, але такий спосіб знижує термін служби приладу через корозію. У виробництві подібні термопари застосовують рідко, а в побутових приладах їх можна побачити скрізь.

Для вимірювання температури в декількох точках застосовується багатозонна термопара. Схема підключення в неї робиться за тим же принципом, тільки до приладу приєднується декілька датчиків, розташованих у двох і більше місцях.

Як працює термопара з газовим котлом

Термопара - що це таке? Для користувача все стає ясно, коли виникають перебої в роботі газового обладнання. Робочий спай термопари в котлі нагрівається від полум`я запальника. У ланцюзі наводиться термо-ЕРС рівна 20-25 mV, значення якої достатньо для спрацьовування електромагнітного клапана. При цьому відкривається подача газу на обігрів котла. Запальник завжди функціонує, поки працює котел. Від неї запалюється основний пальник, гріюча воду. Термопара для газової плити також необхідна, щоб забезпечити електрозапалювання на конфорках.

Крім того, деякі плити постачають захистом при збоях в подачі, коли в мережі пропадає газ, а потім подається знову.

При горінні газового факела в котлі місце спайки термоелектродів залишається нагрітим, і за рахунок цього забезпечується подача палива. Після того як полум`я згасне, робітник спай термопари остигає, і вона перестає виробляти струм. При цьому відбувається аварійне відключення електромагнітного клапана, перекриває газ.

Перевірка справності

Термопара для газового котла перевіряється за допомогою електромагнітного клапана, який продається в спеціалізованих магазинах. До висновків обмотки клапана треба припаяти два гнучких дроти з зажимами «крокодил», а після під`єднати до висновків термопари. При нагріванні робочого спаяний справної термопари в полум`ї газового пальника або свічки клапан повинен функціонувати від виробленого струму. Пристрій дуже зручне і невибаглива.

Перевірка працездатності термопари також проводиться за допомогою мілівольтметра. Напруга на її вільних кінцях має бути не менше 25 мВ.

Однією з причин відключення запальника є несправність термопари. Погана робота може бути викликана утворенням сторонніх утворень в місці спайки. Його зачищають наждачкою «нулевкой». Видаляти потрібно тільки наліт. В іншому випадку буде зруйнована спайка.

При розриві дроту термопари його можна з`єднати коротким шматком звичайного мідного дроту. При цьому важливо, щоб місця контактів перебували в одній температурі.

Якщо термопара для котла прогоріла, її слід замінити. Можна сплавити кінці проводів, скрутивши їх між собою і приєднавши до клем АКБ. При цьому потрібно правильно вибрати час підключення, щоб спайка вийшла якісною. Крім того, треба зробити так, щоб на дроти термопари не потрапив метал з клем акумулятора. Місце скрутки в процесі зварювання звичайно занурюють у графітовий порошок. Якщо зібрати пристрій з ЛАТР, то можна регулювати струм, і стик вийде якісним. Всі ці заходи є тимчасовими, при слушній нагоді термопара газова повинна бути замінена новою.

Висновок

Термопара - що це таке? Вона являє собою простий термоелектричний перетворювач. Надійність і довговічність пристрою роблять його незамінним засобом відключення газового котла при виникненні аварійної ситуації.

Термопари також застосовуються для електроподжіга в газових плитах і в якості датчиків температури.